[发明专利]用于湿电极的皮肤接触装置、湿电极储液箱以及具有该湿电极储液箱的脑电采集电极

说明书

技术领域

本发明涉及用于湿电极的皮肤接触装置、湿电极储液箱以及具有该湿电极储液箱的脑电采集电极。 

背景技术

随着医学、神经科学、认知心理学和人工智能研究的深入发展，脑电信号正在被越来越多的应用到医学检测、临床诊断以及新兴的脑-机接口领域。作为中枢神经系统的直接外在表征，脑电能反映出大脑皮层不同区域的活动状态，可用来检测人的生理、心理状态以及不同脑功能的脑区交互方式；可为癫痫、痴呆、肿瘤等脑部疾病或脑死亡提供诊断信息；可结合脑电解读技术，完成脑与外部设备的直接通信，实现脑-机接口系统。 

脑电采集电极作为脑-机接口的桥梁，在脑电测量中起着极其重要的作用。脑电信号是一种微弱的电压信号，为了得到高品质的脑电信号，希望脑电采集电极与头皮接触阻抗尽量小。干脑电极测量时无需导电膏或导电液，使用方便，但是其接触阻抗大，不利于信号采集；湿电极使用导电膏或导电液，测量得到的信号好，但长时间使用后导电物质会逐渐变干，从而引使得接触阻抗变大，导致电极阻抗不稳定。使用带有储液腔的自湿润湿电极，不仅可以增加导电液的使用时间，而且可以控制电极对头皮的湿润程度，降低并稳定接触阻抗，提高信号采集的效果。 

Matthews R等人的撰文“Real time workload classification from an ambulatory wireless EEG system using hybrid EEG electrodes”(使用合成脑电极的门诊无线脑电系统的实时负载分类)中提及的脑电采 集干电极与头皮接触阻抗非常大，增加了对测量电路输入阻抗的要求，不仅增加电路成本，而且不利于信号的采集。 

由现有技术已知一种电极系统，其使用的湿电极由吸水材料固定在金属板上而成，使用前先将导电液滴于吸水材料上，然后将吸水材料与皮肤接触，从而测量生物电信号。 

然而非金属吸水材料导电性差，不利于生物电信号的采集和传递。 

由CN 101227857A已知一种用于测量电生理信号并且包括导电桥的传感器组件。该组件由一端附装有吸收材料的可膨胀部件提供导电桥，孔穴延伸穿过可膨胀部件形成腔井。将导电介质添加到腔井允许导电桥提供电极和患者皮肤之间的导电通路。 

上述技术的缺陷和不足之处在于，吸水材料吸收导电液数量有限，随着使用时间的增加，存储于吸水材料中的导电液逐渐减少，使得皮肤和电极之间的接触阻抗增大，从而使接触阻抗变得不稳定，不利于长期生物电信号的精确采集。 

由CN 202408896U还已知一种脑电图电极，其包括电极片、纱布、O形密封圈、贮液槽通道、棉花、贮液槽、贮液槽盖、电极壳体、纯银接头、银丝导线、引线通道、固定架和定位板，电极片嵌入电极壳体底部，并通过银丝导线经引线通道与纯银接头焊接，设有贮液槽通道的贮液槽装入电极壳体内，电极壳体底部设有凹槽与O形密封圈相适，棉花置于贮液槽内，并通过贮液槽通道延伸直电极片表面，纱布覆盖在电极片表面的棉花上，电极壳体与固定和定位板连接。这种带有贮液槽、贮液槽通道和棉花的设计方案复杂，成本高，也依然无法保证稳定的导电液供给。 

发明内容

因此，本发明的基本构思首先是，提供一种在与皮肤接触时接触阻抗小，导电性好，同时能够用于湿电极的皮肤接触装置。 

因此，本发明首先提出一种用于湿电极的皮肤接触装置，其中， 所述皮肤接触装置具有金属极板和金属柱，所述金属柱一端与所述金属极板电气连接，另一端用于与皮肤接触，其中所述金属柱为多孔金属柱，所述多孔金属柱能够输送湿电极的导电液。 

根据一种有利的实施方式，多孔金属柱可以以多孔钛、多孔不锈钢、多孔镍等多孔金属材料制成。 

根据一种有利的实施方式，金属极板可以以金、银、铂、银/氯化银等材料制成。 

根据一种有利的实施方式，多孔金属柱通过一次烧结成型或通过多孔金属材料机械加工成型。 

与现有技术相比，依据本发明的这种用于湿电极的多孔金属柱具有很好的吸水能力，导电液通过多孔金属柱传递至皮肤从而湿润皮肤。多孔金属柱同时具备了传递导电液功能和降低接触阻抗功能，因此进一步降低了电极和皮肤之间的接触阻抗，有利于生物电信号的采集和传递。